Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду для визначення перекидного моменту бруска тертя
Якщо предмет навантажити збоку певною силою і тягнути його до перешкоди, він перекинеться саме тоді, коли вертикаль через його центр мас вийде за межі площі опори.
У цьому досліді для цього тягнуть до пластини дерев'яний брусок тертя і в такий спосіб перекидають його.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Перед виконанням цього досліду бажано, щоб учні вже виконали й зрозуміли відповідні досліди з визначення сил та їхньої дії.
Принцип
Якщо брусок навантажити збоку силою вище його центра мас і при цьому тягнути до перешкоди, він перекинеться саме тоді, коли вертикаль через його центр мас вийде за межі площі опори.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні мають експериментально визначити, за яких умов (сила, положення тощо) тіло, що стоїть, перекидається.
Завдання
Учні вимірюють дію сили при цілеспрямованому перекиданні дерев'яного бруска, який знизу заблоковано.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Чоловік гойдається на стільці
Як ти знаєш, гойдання на стільці - це буквально вправа на рівновагу: людина балансує, тримаючи центр мас над задніми ніжками стільця. Якщо перенести центр мас трохи задалеко назад, доводиться швидко реагувати, інакше впадеш разом зі стільцем. Звісно, ти приблизно відчуваєш, наскільки далеко можеш відхилитися назад, не перекинувшись. Цю межу можна визначити дуже точно, і називають її «точкою перекидання».
У цьому досліді ти дізнаєшся про зв'язок між центром мас, точкою перекидання і перекиданням тіла під дією бічної сили.
Завдання
Визнач у цьому досліді так звану точку перекидання звичайного дерев'яного бруска.
Для цього навантаж брусок певною силою і тягни його до перешкоди.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Брусок тертя | 02240-01 | 1 | 2 | Тримач для прорізних тягарців, 10 г, конструкція PHY | 02204-00 | 1 | 3 | Прорізний тягарець, чорне лакове покриття, 50 г, конструкція PHY | 02206-01 | 1 | 4 | Пластина зі шкалою | 03962-00 | 1 | 5 | Динамометр, прозорий, 1 Н | 03065-02 | 1 | 6 | Утримувальний болт | 03949-00 | 1 | 7 | Волосінь, на котушці, d = 0,7 мм, 20 м | 02089-00 | 1 |
|---|
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Ножиці | 1 |
Складання
Схема досліду для визначення перекидного моменту заданого дерев'яного бруска
Збери установку відповідно до рисунка.
Постав брусок тертя на край стола так, щоб прив'язаний до нього шнурком тримач тягарців вільно звисав. Тримач не навантажують - під час досліду він слугує виском.
Брусок тертя має при цьому торкатися пластини збоку, а пружинний динамометр чіпляють до верхнього вушка, попередньо виставивши його на нуль у робочому положенні (горизонтально).
Виконання
Тягнення бруска тертя до перешкоди
- Притримуй пластину однією рукою.
- Тепер тягни за динамометр паралельно до стільниці.
- Спостерігай за тілом і виском у трьох положеннях:
- брусок майже починає нахилятися
- висок проходить точно через ребро
- висок вийшов за ребро і брусок починає перекидатися.
- Запиши сили тяги в протокол.
Брусок тертя перекидається
Протокол
Завдання 1
Запиши виміряні сили для трьох показаних положень бруска тертя.
Положення 1: F_Zug [Н]:
.
Положення 2: F_Halt [Н]:
Положення 1 (сила тяги):
Положення 3: F_Kipp [Н]:
Положення 2 (утримувальна сила):
Положення 3 (перекидна сила):
Різні положення бруска тертя під час досліду
Завдання 2
Перетягни поняття на правильні місця. Положення 1: тіло ____. Положення 2: тіло ____. Положення 3: тіло ____.
Різні положення бруска тертя під час досліду
Завдання 3
Питання
Різні положення бруска тертя під час досліду
Завдання 4
Пізанська вежа
Питання
Додаткове завдання 1
Всунь утримувальний болт у тягарець, а тоді просунь вільний кінець болта крізь отвір на дерев'яному боці
бруска тертя.
- Постав брусок так, щоб тягарець був звернений у напрямку тяги до пластини (див. рисунок).
- Виміряй силу тяги динамометром і запиши її.
Маса в напрямку тяги: F_Zug,1 [Н]:
.
Маса в напрямку тяги:
Дослід із тягарцем у напрямку тяги
Додаткове завдання 2
Вийми тягарець разом з утримувальним болтом і встав тепер обидва в брусок тертя з гумованого боку.
- Постав брусок до пластини так, щоб тягарець був звернений проти напрямку тяги (див. рисунок).
- Знову виміряй силу тяги і запиши її.
Маса проти напрямку тяги: F_Zug,2 [Н]:
.
Маса проти напрямку тяги:
Дослід із тягарцем проти напрямку тяги
Додаткове завдання 3
Питання
Порівняй обидва результати вимірювань.
Як ти можеш це пояснити?